本發明涉及食品加工
技術領域：
，具體涉及一種同時提高大豆分離蛋白功能性和產品收率的方法。
背景技術：
：大豆分離蛋白是以低溫脫脂大豆粕為原料生產的一種全價蛋白類食品添加劑。大豆分離蛋白中蛋白質含量在90％以上，氨基酸種類有近20種，并含有人體必需的8種氨基酸。大豆分離蛋白不僅營養豐富，更重要的是在食品中可以體現出不同的功能特性，影響食品的感官特性；主要的功能性包括溶解性、乳化性、起泡性、凝膠性、吸油性、彈性等。現有技術中通常采用酸、堿、溶劑、濃鹽溶液、熱和照射處理對蛋白質進行改性，以期提高蛋白質的分離特性。目前，大豆分離蛋白的改性方法有物理改性、化學改性、酶改性和生物工程改性。除了利用大豆分離蛋白改性方法之外來提高其功能性，生產高品質的大豆分離蛋白產品的關鍵還在于先進的生產工藝。現有技術中大豆分離蛋白的生產方法主要包括三種：超濾法、離子交換法和堿提酸沉法，目前普遍采用的是堿提酸沉工藝，即脫脂大豆片經水浸提，離心分離除去不溶物，從而獲得一個分散有可溶性蛋白和某些非蛋白質的溶液(母液)，母液被酸沉，分離出凝乳和乳清，凝乳經過清洗盡量除去非蛋白溶質，再經噴霧干燥，即可得到大豆分離蛋白粉。但是該方法得到的大豆分離產品得率在33％左右，產品質量不高，普遍存在產品灰分高、色澤深、純度低問題，并且產品的溶解性、乳化性和凝膠性等性質也較差。目前亟需一種同時提高大豆分離蛋白功能特性和產品收率的方法。技術實現要素：本發明針對現有技術中堿提酸沉工藝生產大豆分離蛋白存在的不足，提供一種新型的能夠同時提高大豆分離蛋白功能性和產品收率的方法，該方法不僅能夠改善得到的大豆分離蛋白的功能性，還能提高大豆分離蛋白的產品收率。本發明采用的技術方案如下：一種同時提高大豆分離蛋白功能性和產品收率的方法，包括以下步驟：(1)首先將原料低溫脫脂豆粕、可得然膠和水混合均勻，調節ph至堿性，加熱浸提，然后將浸提液進行固液分離，除去不溶物，得到分散有可溶性蛋白、可得然膠和可溶性蛋白-可得然膠復合物的溶液；其中，所述可得然膠的質量是低溫脫脂豆粕的1～5‰；(2)調節步驟(1)中溶液的ph至4～5，進行酸沉降，然后進行固液分離，分離出凝乳和乳清，分離出的凝乳再進行水洗；(3)將步驟(2)中的凝乳加水，調ph進行中和，至固相顆粒完全溶解；然后將中和液進行閃蒸殺菌；(4)將步驟(3)中閃蒸殺菌后溶液進行噴霧干燥，得到大豆分離蛋白粉。步驟(1)中所述低溫脫脂豆粕和水的質量比例為1：(25～30)。優選的，所述低溫脫脂豆粕性和水的質量比例為1：25。優選的，所述可得然膠的質量是低溫脫脂豆粕的1～3‰。所述堿性水溶液的ph值為7～10。優選的，所述堿性水溶液的ph值為8～10，可采用氫氧化鈉溶液進行調節。所述浸提溫度為45～50℃。步驟(2)中，將溶液的ph調節至4～5，采用鹽酸溶液進行調節。步驟(3)中，調ph至7～7.5進行中和。本發明還保護通過以上方法制備得到的大豆分離蛋白粉。與現有技術相比，本發明的技術方案具有如下技術效果：(1)本發明利用可得然膠具有與大豆分離蛋白相同的“堿溶酸沉”的性質，將可得然膠加入大豆分離蛋白的生產工藝中，試驗發現，可得然膠的加入，不僅能夠輔助大豆蛋白的提取，使得大豆蛋白的提取率較高，并且，還能提高最終產品大豆分離蛋白的功能性。(2)在原有大豆分離蛋白生產線的基礎上，只需添加少量的可得然膠即可，該方法操作簡單，容易實現。具體實施方式應該指出，以下詳細說明都是示例性的，旨在對本發明提供進一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術和科學術語具有與本發明所屬
技術領域：
的普通技術人員通常理解的相同含義。需要注意的是，這里所使用的術語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據本發明的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數形式也意圖包括復數形式，此外，還應當理解的是，當在本說明書中使用術語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作和/或它們的組合。原料低溫脫脂豆粕可通過常規商業途徑購買得到，是行業內通用的原料，產品為粉末狀。正如
背景技術：
所介紹的，現有技術中的大豆分離蛋白的生產工藝存在著很多不足，為了解決上述技術問題，本發明提供新型的能夠同時提高大豆分離蛋白功能性和產品收率的方法，該方法包括以下步驟：(1)首先將原料低溫脫脂豆粕、可得然膠和水混合均勻，調節ph至堿性，加熱浸提，然后將浸提液進行固液分離，除去不溶物，得到分散有可溶性蛋白、可得然膠和可溶性蛋白-可得然膠復合物的溶液；(2)調節步驟(1)中溶液的ph至4～5，進行酸沉降，然后進行固液分離，分離出凝乳和乳清，分離出的凝乳再進行水洗；(3)將步驟(2)中的凝乳加水，調ph進行中和，至固相顆粒完全溶解；然后將中和液進行閃蒸殺菌；(4)將步驟(3)中閃蒸殺菌后溶液進行噴霧干燥，得到大豆分離蛋白粉。步驟(1)中，低溫脫脂豆粕與水的質量比例為1：(25～30)。原則上來講，水的質量越高，浸出效果越好，蛋白提取率高，但是過高的水量，酸沉后的乳清中溶解的球蛋白量增加，最終的大豆分離蛋白損失量較大，產品得率反而降低。水的添加量較少，蛋白提取效果不好，產品得率較低。在本發明的優選的實施例中，所述低溫脫脂豆粕與水的質量比例為1：25。步驟(1)中，所述可得然膠的質量是低溫脫脂豆粕的1～5‰。優選的，所述可得然膠的質量是低溫脫脂豆粕的1～3‰。可得然膠加入的質量不僅影響著大豆分離蛋白的生產工藝的可操作性，還影響著最終大豆分離蛋白某些功能性。試驗得出，當可得然膠的質量分數小于1‰的話，大豆分離蛋白功能性的效果不顯著，當可得然膠的質量分數大于3‰的話，由于可得然膠具有較強的凝膠能力，所以在酸沉的時候會阻礙大豆分離蛋白的析出，從而影響大豆分離蛋白的得率；另外，由于可得然膠的過量加入，雖然能大幅提高大豆分離蛋白的凝膠性能，但是同時也會影響大豆分離蛋白的溶解度、起泡性和持水性，造成大豆分離蛋白整體功能性的降低。所以可得然膠的添加量是生產大豆分離蛋白的一關鍵因素。步驟(1)中，所述堿性水溶液的ph值為8～10，可采用氫氧化鈉溶液進行調節。可得然膠是一種大分子多糖，溶于堿性溶液中，部分可得然膠可與蛋白質通過氫鍵進行共價連接，從而使可得然膠輔助可溶性蛋白最大程度的溶入水中。相比于現有中的堿溶酸沉技術，在堿溶步驟中加入了少量的可得然膠，再通過摸索合適的堿溶ph，能夠最大程度的提取可溶性蛋白，不需要進行二次浸提，簡化了工藝步驟，節約了成本。在堿性水溶液中，可將低溫脫脂豆粕中的可溶性蛋白和可得然膠溶于水中，過高的ph對最終得到的大豆分離蛋白的功能性產生不利影響。ph高于10的話，由于大豆分離蛋白對于高ph較敏感，使得蛋白質聚焦體發生解聚，有些蛋白質的肽鏈發生斷裂，使得蛋白質分子中分子量大的組分減少。步驟(1)中，所述浸提溫度為45～50℃，浸提時間為0.5～2h(優選0.5～1h)。浸提溫度過高或浸提時間過長會破壞可得然膠的結構以及對最終得到的大豆分離蛋白的功能性和理化性質會產生不利的影響，降低大豆分離蛋白的整體品質。步驟(2)中，酸沉是利用蛋白質在其等電點沉淀析出的原理，將蛋白質從蛋白液中分離出來。同時，可得然膠在ph為4～5的酸性溶液下也會產生沉淀析出。可得然膠與蛋白質通過氫鍵進行相互連接，形成較大的多糖-蛋白復合體，從而輔助大豆分離蛋白最大程度的析出，提高大豆分離蛋白的得率。另外，以往的加酸過程中會造成溶液中局部酸濃度過大，故在酸沉時造成部分大豆分離蛋白變性，這樣影響產品的功能性；而可得然膠的存在，使得大豆分離蛋白與可得然膠形成多糖-蛋白復合體，降低了變性程度。凝乳中殘留有大量的鹽類以及部分可溶性糖類等非蛋白物質，經過水洗后可以提高大豆分離蛋白中的蛋白含量。步驟(3)中，調ph至7～7.5進行中和。閃蒸溫度為120～150℃，時間為5～15s。閃蒸能夠去除豆腥味以及起到殺菌的作用。步驟(4)中，噴霧干燥可實現瞬間脫水，本發明中的噴霧干燥工藝參數可參考現有技術中的大豆分離蛋白的工藝，如：干燥塔的出口溫度為180～200℃，進口溫度為80～95℃。通過以上方法制備得到大豆分離蛋白粉，該大豆分離蛋白粉為乳白色，蛋白質含量高達91％以上，灰分含量較低，具有優異的蛋白功能性。為了使得本領域技術人員能夠更加清楚地了解本發明的技術方案，以下將結合具體的實施例與對比例詳細說明本發明的技術方案。實施例1一種同時提高大豆分離蛋白功能性和產品收率的方法，包括以下步驟：(1)首先將原料低溫脫脂豆粕、可得然膠和水攪拌混合均勻，調節ph至10，加熱到45℃浸提0.5h，然后將浸提液進行離心分離，除去不溶物，得到分散有可溶性蛋白、可得然膠和可溶性蛋白-可得然膠復合物的溶液；其中，低溫脫脂豆粕、可得然膠和水的質量比例為1：0.002:25。(2)調節步驟(1)中溶液的ph至4.5，進行酸沉降，然后進行離心分離，分離出凝乳和乳清；分離出的凝乳再進行水洗，水洗溫度為45℃；(3)將步驟(2)中的凝乳加水，調ph至7.5進行中和，至固相顆粒完全溶解；然后將中和液進行閃蒸殺菌，閃蒸溫度為150℃，時間為5s；(4)將步驟(3)中的溶液進行噴霧干燥，干燥塔的出口溫度為180℃，進口溫度為80℃，得到大豆分離蛋白粉。實施例2一種同時提高大豆分離蛋白功能性和產品收率的方法，包括以下步驟：(1)首先將原料低溫脫脂豆粕、可得然膠和水攪拌混合均勻，調節ph至9.5，加熱到50℃浸提0.5h，然后將浸提液進行離心分離，除去不溶物，得到分散有可溶性蛋白、可得然膠和可溶性蛋白-可得然膠復合物的溶液；其中，低溫脫脂豆粕、可得然膠和水的質量比例為1：0.003:30。(2)調節步驟(1)中溶液的ph至5，進行酸沉降，然后進行離心分離，分離出凝乳和乳清；分離出的凝乳再進行水洗，水洗溫度為50℃；(3)將步驟(2)中的凝乳加水，調ph至7進行中和，至固相顆粒完全溶解；然后將中和液進行閃蒸殺菌，閃蒸溫度為145℃，時間為8s；(4)將步驟(3)中的溶液進行噴霧干燥，干燥塔的出口溫度為190℃，進口溫度為85℃，得到大豆分離蛋白粉。實施例3一種同時提高大豆分離蛋白功能性和產品收率的方法，包括以下步驟：(1)首先將原料低溫脫脂豆粕、可得然膠和水攪拌混合均勻，調節ph至9，加熱到45℃浸提1h，然后將浸提液進行離心分離，除去不溶物，得到分散有可溶性蛋白、可得然膠和可溶性蛋白-可得然膠復合物的溶液；其中，低溫脫脂豆粕、可得然膠和水的質量比例為1：0.004:30。(2)調節步驟(1)中溶液的ph至4，進行酸沉降，然后進行離心分離，分離出凝乳和乳清；分離出的凝乳再進行水洗，水洗溫度為50℃；(3)將步驟(2)中的凝乳加水，調ph至7進行中和，至固相顆粒完全溶解；然后將中和液進行閃蒸殺菌，閃蒸溫度為125℃，時間為15s；(4)將步驟(3)中的溶液進行噴霧干燥，干燥塔的出口溫度為200℃，進口溫度為95℃，得到大豆分離蛋白粉。對比例1與實施例1的區別是：不添加可得然膠。實驗例1理化性質的測定(1)水分的測定：參考國家標準gb5009.3-2016中的直接干燥法。(2)蛋白質含量(n×6.25)測定:凱氏定氮法。(3)碳水化合物含量的測定：費林試劑比色法。(4)灰分的測定：高溫650℃灰化。(5)產品收率＝大豆分離蛋白的質量/原料低溫脫脂豆粕的質量×100％。測定結果，如表1。表1理化性質比較指標(％)實施例1實施例2實施例3對比例1水分2.982.702.722.78蛋白質91.2891.5891.1586.57碳水化合物2.922.852.842.79灰分2.342.392.315.92顏色乳白色乳白色乳白色淺黃色產品收率41.739.538.933.5從表1中可見，在化學組成上，實施例1～實施例3中的大豆分離蛋白粉中的蛋白質的含量明顯高于對比例1中的產品，其灰分含量明顯低于對比例1中的產品。從表1可以看出本發明的方法制備的到的大豆分離蛋白的品質較好，蛋白質含量高、灰分含量低和色澤淺，而且收率提高了5％～8％。實驗例2功能性質測定(1)蛋白質溶液的粘度測定：用粘度計測定不同濃度的大豆分離蛋白水溶液的粘度(剪切速率為10s-1,mpa·s)。測定結果如表2所示。表2粘度比較從表2可以看出，在相同樣品濃度下，實施例1中的蛋白質溶液的粘度明顯高于對比例1的。(2)溶解度的測定配制雙縮脲試劑：稱取1.5g硫酸銅和6g酒石酸鉀鈉溶于500ml水中，在攪拌條件下加入8％的氫氧化鈉溶液300ml，然后用水稀釋至1000ml，備用。配制不同濃度的樣品溶液，配制好的溶液放置30min，后移出10ml樣品溶液與離心管中在1200r/min的條件下離心10min，吸取上清液1ml，用水補足到2ml，然后加入4ml雙縮脲試劑，在室溫放置30min，用溶液調零，采用分光光度計測定540nm處溶液的吸光值，以此值表示溶解度的大小。測定結果如表3。表3溶解度(吸光值表示)樣品溶解度實施例10.43實施例20.45實施例30.46對比例10.34從表3可以看出，實施例1中大豆分離蛋白的溶解度比對比例1中的大，這是因為可得然膠與大豆分離蛋白形成多糖-蛋白分散液，增加了其親水性和溶解指數，使大豆分離蛋白的溶解度得以提高。但是經過實驗驗證，可得然膠過量加入，會降低大豆分離蛋白的溶解度。(3)大豆分離蛋白的差示掃描量熱法分析用差示掃描量熱分析儀分析大豆分離蛋白,掃描速率為12℃/min,掃描區間為0℃～180℃,裝樣量為5mg。測定結果如表3。表3差示掃描量熱法分析比較指標實施例1對比例1起始溫度(℃)64.365.9峰值溫度(℃)107.6108.4終了溫度(℃)187.8190.1熱焓(j/g)279.6359.6采用差示掃描量熱法分析對大豆分離蛋白樣品進行分析，可以得到大豆分離蛋白的變性熱焓和變性溫度，從而可以分析大豆分離蛋白在加工過程中變性程度。從表3可以看出，實施例1中的變性熱焓較低，這說明其變性的組分含量較高，實施例1中的大豆分離蛋白在加工過程變性程度高。(4)起泡性的測定將一定濃度的大豆分離蛋白溶液5ml置于刻度試管中，激烈震蕩3分鐘，立即記錄溶液上部出現的泡沫體積，實驗重復三次，取平均值，按下式計算起泡性。以起泡膨脹度表示起泡力的大小。起泡膨脹度＝震蕩后泡沫體積/震蕩前液體體積×100％。測定結果見表4。表4起泡膨脹度比較從表4可以看出，實施例1中的蛋白質溶液的起泡性并不會因為可得然膠的添加而降低，與對比例1中的起泡性相當。但是經過試驗驗證，當可得然膠的添加量較高時，降低大豆分離蛋白產品的起泡性，這是由于可得然膠是一種多糖分子，與蛋白質結合從而形成了較大的分子，從而抑制了泡沫的膨脹。(5)乳化能力的測定配制0.8％的蛋白質溶液,攪拌1h,量取50ml此蛋白質溶液,先加入20ml大豆色拉油,開動勻漿機,轉速為9500r/min,邊攪邊加入大豆色拉油,測體系的電導率的變化,電導率急劇下降的點即為加油的終點。重復3次,取平均值。乳化能力(ea)＝總加油量/蛋白質量(ml油/g蛋白質)。測定結果見表5。(6)乳化穩定性測定配制0.4％的大豆分離蛋白溶液,于室溫下攪拌2.5h使其充分溶解,將大豆分離蛋白溶液與大豆色拉油以3∶1的比例混合,用9500r/min的速度分散1min,取樣測定其水分(105℃恒重法),取上述乳狀液10ml置于15×150nm的試管中,于室溫下靜置30min,用移液管小心移去底部的5ml樣品,測定余下的樣品的水分(105℃恒重法)。重復3次,取平均值。乳化穩定性＝(100-靜置30min的樣品的水分)/(100-初始樣品的水分)，乳化穩定性值越大,表示乳化穩定性越差。測定結果見表5。表5乳化能力和乳化穩定性的比較樣品乳化能力(ml油/g蛋白質)乳化穩定性實施例11.561.02對比例11.351.44由表5可以看出，實施例1中的大豆分離蛋白的乳化能力和乳化穩定性明顯優于對比1中的產品，大豆蛋白的乳化能力與蛋白質分子結構和蛋白質濃度由較大的關系，濃度高的蛋白質溶液具有較高的乳化能力。從蛋白質結構來講，柔性分子具有較高的乳化能力，而球蛋白的乳化能力較低。差示掃描量熱法的測定結果表明，實施例1中的大豆分離蛋白具有較低的變性熱焓，說明加工過程中變性程度較高。大豆分離蛋白是一種球蛋白，蛋白變性說明蛋白分子的展開，也就是說實施例1中的大豆分離蛋白具有較高的乳化能力與高的變性程度有關。從蛋白質濃度來講，一般是蛋白質濃度越大，乳化能力和乳化穩定性越好，從上述溶解度的測定來看，實施例1中的大豆分離蛋白的溶解性相對對比例1中的較好，所以總的蛋白濃度一定時，實施例1中的乳化能力和乳化穩定性較突出。(7)凝膠強度的測定a、冷凝膠強度的測定(大豆分離蛋白粉：水的質量比為1:4)，測定方法如下：1)、用天平稱取10.0g大豆分離蛋白樣品于燒杯中，然后加入40.0g水，待加入水量接近40.0g時，改用膠頭滴管加入水，決不能加入過量的水，再從燒杯中往外吸水；2)、用玻璃棒將水和大豆分離蛋白粉進行充分攪拌2min，然后團球，靜置5min；3)、注意觀察攪拌過程中水粉結合是否快，攪拌是否有力，是否有難溶小疙瘩，靜置后，觀察凝膠體本身膠性、彈性狀況，并進行記錄；4)、用設定好參數的物性測定儀(采用p/0.5柱形探頭)進行凝膠值測定，并進行記錄。5)、根據冷凝膠值、冷凝膠狀態進行評判，并將評判結果進行記錄。測定結果見表6。b、熱凝膠的檢測(大豆分離蛋白粉：水的質量比為1:4)，測定方法如下：1)、用天平稱取50.0g大豆分離蛋白粉于攪拌器杯中，然后加入200.0g水，待加入水量接近200.0g時，改用膠頭滴管加入水，決不能加入過量的水，再從杯中往外吸水；2)、用飛利浦攪拌器進行攪拌，先用間斷檔，將水粉結合在一起，然后用低速檔斬拌20s，停止，取下杯蓋，用鑰匙攪拌，然后再用高速斬拌1min，再用鑰匙攪拌，最后，再高速斬拌1min40s，將斬拌后的凝膠體放入小塑料杯中(或直徑5-6mm高為3-4cm的容器中),雙樣，進行稱重(雙樣等重)；3)、將雙樣進行離心分離2500r/min，離心5min；4)、經離心后的凝膠體放入90℃恒溫水浴鍋中，保持30min，用保鮮膜封口，放入90℃水浴中,保持30分鐘。冷卻室溫后在4℃下冷卻過夜(12h)。測定時將凝膠體制成厚度為30mm的樣品，用物性測定儀進行測定，采用p/0.5柱形探頭。測試前速度5mm/s、測試中速度5mm/s、測試后速度5mm/s，每個樣品測四點取平均值。測定結果見表6。表6冷、熱凝膠強度比較從表6可以看出，實施例1～3中的大豆分離蛋白的冷、熱凝膠強度均比對比例1中的效果優異，說明本發明的方法制備得到的大豆分離蛋白凝膠能力更突出，尤其是熱凝膠強度。這是由于在生產大豆分離蛋白時添加可得然膠，可得然膠是一種凝膠多糖，它的凝膠機理是在受熱的條件下，可得然膠可以吸收水分，形成凝膠結構。當可得然膠水溶液加熱到50℃時開始吸收水分形成螺旋結構，隨著溫度的升高，螺旋結構不斷增強，這種螺旋結構的形成幾乎與大豆分離蛋白形成凝膠結構同步，可得然膠形成的凝膠與大豆分離蛋白形成的凝膠交織在一起，使大豆蛋白的凝膠結構更加穩定、強韌。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。當前第1頁12